Croissance osseuse

9.6 Applications parodontales des verres bioactifs

Les structures soutenant les dents sont complexes. Elles comprennent des tissus durs sous forme d’os trabéculaire et cortical, mais aussi des tissus mous, comme la moelle osseuse et le ligament parodontal (Abbasi et al., 2015). Comme nous l’avons vu, la maladie parodontale affecte tous ces tissus, et le traitement a impliqué une variété d’approches, parmi lesquelles l’utilisation de verre bioactif granulaire s’est avérée particulièrement efficace.

La perte d’os de la région alvéolaire est considérée comme le résultat déterminant de la maladie parodontale, et résulte de la progression de la maladie parodontale due à une infection bactérienne. D’autres tissus du parodonte sont également affectés négativement, mais c’est la destruction de l’os qui est la plus grave. En effet, c’est la perte de l’os qui entraîne finalement le déchaussement et la perte éventuelle des dents (Papapanou et Tonetti, 2000).

L’étendue de la perte osseuse est généralement évaluée cliniquement par l’utilisation de radiographies. Le résultat de cette évaluation est utilisé pour aider au diagnostic de l’affection et à la planification du traitement visant à rectifier les dommages causés par la maladie (Papapanou et Tonetti, 2000). L’augmentation osseuse avec du verre bioactif est largement utilisée car ce matériau est capable de provoquer des réponses spécifiques dans les cellules saines restantes du parodonte. En particulier, il favorise l’ostéogenèse, stimulant ainsi la formation rapide d’os nouveau (Lovelace et al., 1998). Il peut également agir comme une barrière pour les cellules épithéliales, les empêchant de se développer vers le bas, et guidant ainsi la croissance des tissus dans la bonne orientation biologique. Le pH élevé qu’il génère dans les fluides qui l’entourent fournit un environnement antimicrobien qui a été démontré in vivo (Allan et al., 2001).

Les particules de verre bioactif stimulent le développement complet de l’os, et pas seulement le dépôt de la phase minérale. L’utilisation de particules poreuses de verre bioactif fournit un espace dans lequel la vascularisation peut se produire de manière optimale. Ces particules sont également faciles à manipuler dans des conditions cliniques et ont un effet hémostatique, c’est-à-dire qu’elles arrêtent les saignements. Cela maintient une zone de travail claire pour le clinicien et améliore également la facilité d’utilisation (Schepers et al., 1998).

Le verre bioactif s’est avéré très efficace dans le traitement des dommages causés par les maladies parodontales. Trois résultats cliniques sont recherchés pour un traitement efficace de cette maladie, à savoir la réduction de la profondeur des poches, l’augmentation de l’attachement clinique du tissu gingival à l’os de soutien et l’amélioration de la quantité et de la qualité de l’os alvéolaire adjacent à l’alvéole dentaire. Il a été démontré que le verre bioactif permet d’obtenir ces trois résultats (Lovelace et al., 1998 ; Froum et al., 1998 ; Ong et al., 1998).

Au fil des ans, un certain nombre d’études cliniques ont été publiées pour démontrer comment le verre bioactif, généralement PerioGlas, permet d’obtenir ces trois résultats souhaitables (Ioannou et al., 2015). Par exemple, dans une étude typique, Nevins et al. (2000) ont fait état du traitement de défauts intra-osseux autour de cinq dents traitées avec du verre bioactif. Ils ont déterminé la réponse à l’implantation de ce matériau à l’aide de mesures radiographiques cliniques. Six mois après le traitement, la profondeur de sondage des poches parodontales avait diminué en moyenne de 2,7 mm. Dans le même temps, l’attachement de la gencive à l’os alvéolaire autour de la cavité avait augmenté de 2,2 mm en moyenne. Une étude histologique plus poussée a montré que, dans un cas, un nouveau cément et un nouveau tissu conjonctif s’étaient formés dans la région de l’implant (Nevins et al., 2000). Dans les quatre autres cas, la guérison impliquait une liaison osseuse et la formation d’un nouvel épithélium de jonction. Le type de réparation examiné dans cette étude concernait de petits défauts infraboniaux, et le verre bioactif s’est avéré particulièrement adapté aux lésions de ce type (Sohrabi et al., 2012).

Ce type de réduction de la profondeur des poches en quelques mois a été largement confirmé (Chacko et al., 2014 ; Zamet et al., 1997 ; Park et al., 1998 ; Froum et al., 1998). Dans le même temps, on constate généralement une augmentation significative de l’attachement clinique du tissu gingival rapporté. Cependant, cette dernière s’est avérée quelque peu variable et peut aller d’une augmentation minimale qui n’est peut-être pas statistiquement significative (Chacko et al., 2014 ; Froum et al., 1998) à une augmentation très importante (Zamet et al., 1997). Ces différences peuvent être liées au degré d’avancement de la maladie au moment du traitement, et dans les cas où la maladie est plus avancée et le décollement gingival plus important, la réparation sur le site de traitement peut progresser plus rapidement que sur les sites où le décollement est moindre et où l’état de la maladie est moins avancé en conséquence (Chacko et al., 2014).

En principe, la thérapie parodontale devrait aboutir à la régénération de l’os et au comblement des défauts observés par de l’os nouveau. Cela a été largement observé avec les granulés de verre bioactif, tels que PerioGlas (Ong et al., 1998 ; Chacko et al., 2014 ; Froum et al., 1998).

L’utilisation de PerioGlas de cette manière présente d’autres avantages. Le matériau est bien toléré par l’organisme et présente une biocompatibilité exceptionnelle avec l’os de la crête alvéolaire. Aucun effet clinique indésirable n’a été signalé (Chacko et al., 2014). De plus, la cicatrisation postopératoire est rapide et conduit à des résultats cliniques très satisfaisants (Ong et al., 1998 ; Chacko et al., 2014 ; Turunen et al., 1997 ; Karatzas et al., 1999). Des revues systématiques de la littérature confirment que les particules de verre bioactif donnent les meilleurs résultats cliniques dans le traitement des maladies parodontales (Ioannou et al., 2015 ; Sohrabi et al, 2012 ; Rai et Kalantharakath, 2014), et qu’elles réduisent de manière fiable la profondeur de sondage des poches parodontales et augmentent les niveaux d’attachement clinique des tissus gingivaux.

Une méthode alternative de présentation du verre bioactif pour le traitement parodontal est sous forme de putty (Grover et al., 2013). Le nom commercial de ce matériau est NovaBone Putty (voir Fig. 9.1) et il est constitué de granulés de verre bioactif prémélangés avec un liant comprenant du polyéthylène glycol et de la glycérine. Ce mélange ne nécessite aucune préparation avant d’être placé directement sur le site de la perte osseuse. Il ne subit aucune sorte de processus de durcissement, bien que le liant soit capable de se résorber pour laisser place aux particules de verre bioactif. Ce matériau a reçu l’approbation pour une utilisation clinique aux États-Unis en 2006 et en Europe en 2007, et présente de nombreux avantages en tant que moyen de présenter le verre bioactif par rapport à la simple utilisation des granulés de verre non mélangés.

Le but ultime du déploiement d’un mastic de verre bioactif est le même que celui de l’utilisation du matériau de verre particulaire, à savoir restaurer les structures parodontales perdues en raison de la maladie (Villar et Cochran, 2010), soit pour augmenter la crête alvéolaire afin de recevoir des implants, soit pour traiter les défauts causés par la maladie parodontale. Il présente l’avantage, par rapport au verre bioactif particulaire, d’être plus facile à presser en place, et plus susceptible de rester à son emplacement, en raison de la viscosité du liant.

L’apparition de furcations affectées par la parodontite dans les dents multiracées et son traitement est un problème très important en parodontologie clinique (Muller et Eger, 1999 ; Karring et Cortinelli, 1999). Comme nous l’avons vu, des défauts se développent dans la région de ces furcations à la suite d’une infection, suivie d’une inflammation, entraînant une résorption osseuse. De tels défauts sont susceptibles d’entraîner la perte de la dent, et les résultats cliniques ont montré que cette perte de dent est plus fréquente dans les dents présentant des défauts de furcation que dans des dents similaires ne présentant pas de défauts de furcation et de perte osseuse associée (El-Haddad et al., 2014).

Cliniquement, le traitement de ces défauts de furcation vise à la régénération des tissus au niveau de ces sites. Cette régénération peut être obtenue par diverses méthodes, notamment la greffe osseuse et l’utilisation de verres bioactifs dans une approche plus large d’ingénierie tissulaire (Anderegg et al., 1999). L’utilisation des verres bioactifs découle de leur capacité à promouvoir l’ostéogenèse et la cémentogenèse, ainsi que de leur potentiel à stimuler la formation d’un ligament parodontal fonctionnel (Nasr et al., 1999).

Des études ont montré que le verre bioactif est facile à placer et reste en place dans le défaut de furcation même avec une aspiration adjacente au site (El-Haddad et al., 2014). Cela est dû à sa capacité à former une masse cohésive avec du sérum physiologique ou même du sang. Cette masse ne s’écoule pas, même pendant le temps où le saignement se poursuit. Le verre bioactif étant hémostatique, il forme rapidement un caillot sanguin au niveau du défaut de furcation, et c’est de là que provient le processus de guérison global (El-Haddad et al., 2014).

Dans une étude sur le traitement des défauts de furcation avec des particules de verre bioactif, les examens de suivi dix jours après la chirurgie ont montré que les particules de verre étaient restées en place (El-Haddad et al., 2014). Pour la plupart des patients, les lambeaux mucopériostés sus-jacents étaient sains et l’ensemble du site avait commencé à bien cicatriser. Le taux de réussite était de 94 %, et les échecs relativement rares étaient tous associés à une infection et une inflammation. Ces résultats ont été attribués à une mauvaise hygiène bucco-dentaire des patients concernés, associée à un défaut de maintien de conditions de cicatrisation appropriées (El-Haddad et al., 2014). Cela montre que ces procédures utilisant du verre bioactif dépendent dans une large mesure, pour leur succès, de l’observance du patient, une caractéristique qui doit être prise en compte lors de la sélection des patients pour ce traitement particulier.

Dans la majorité des cas, l’utilisation du verre bioactif a été un succès, et les résultats ont montré que les tissus gingivaux sus-jacents étaient bien capables de tolérer la présence des particules de verre. Les tissus mous ont généralement bien cicatrisé et ont donné lieu à des plaies stables et à une excellente régénération des structures parodontales locales (El-Haddad et al., 2014).

Une autre utilisation importante du verre bioactif est le revêtement des implants utilisés en dentisterie (Lopez-Estebana et al., 2003). Les implants sont généralement fabriqués dans l’alliage Ti-6Al-4V et sont utilisés pour soutenir des couronnes en céramique ou un groupe de dents prothétiques principalement en céramique. Dans cette approche du traitement dentaire, il est essentiel que les patients aient des normes élevées d’hygiène buccale et qu’ils soient non-fumeurs. Les patients doivent respecter scrupuleusement les instructions cliniques qui suivent la pose de ces implants en raison de la longue période de cicatrisation nécessaire à la pleine intégration de l’implant. Ceux-ci sont généralement compris entre 3 et 6 mois pour le maxillaire et la mandibule (Wennerberg et al., 2013).

Une importante tendance actuelle en implantologie dentaire est de modifier les surfaces en alliage de titane dans le but d’améliorer leur ostéointégration. Cela inclut des méthodes d’augmentation de la surface globale de l’implant par des processus tels que le sablage et la gravure à l’acide, ainsi que le revêtement de la surface avec un matériau bioactif.

L’hydroxyapatite synthétique a été utilisée pour de tels revêtements, mais les taux de réussite avec ces derniers ont été plus faibles que prévu (Xuereb et al., 2015 ; Ong et Chan, 2000). Les défaillances de l’hydroxyapatite sont associées à la formation d’un vide dans la zone interfaciale entre l’implant et l’os naturel (Albrektsson, 1998). Cet espace se forme en raison de la perte osseuse résultant de la perte d’intégrité des revêtements avec le temps, ce qui entraîne des concentrations locales d’ions minéralisateurs qui ne sont pas propices à la réparation osseuse. D’où l’apparition d’un gap entre l’implant et l’os sain.

Le verre bioactif a également été utilisé de cette manière pour revêtir des implants dentaires métalliques (Moritz et al., 2004). Il présente les avantages biologiques que nous avons évoqués précédemment, à savoir un haut degré de bioactivité qui conduit à la formation d’une liaison chimique forte avec l’os vivant (Xuereb et al., 2015). Sa bioactivité est telle qu’elle provoque une croissance osseuse dans la région interfaciale plus rapidement que l’hydroxyapatite, sans problème de résorption osseuse. Il en résulte que l’implant se stabilise rapidement et que l’os qui se forme est fortement attaché à la surface de l’implant métallique.

La nature vitreuse du verre bioactif pose des problèmes, notamment que des contraintes apparaissent à l’interface revêtement-implant en raison des différences de propriétés thermiques du verre et du substrat en alliage de titane (Vitale-Brovarone, 2005). Cela rend les revêtements en verre susceptibles de se fissurer et de se décoller (Carrado, 2010), à moins que les conditions de fabrication ne soient soigneusement choisies (Xuereb et al., 2015). La composition peut être modifiée pour changer les propriétés d’expansion thermique du verre, en utilisant spécifiquement MgO à la place de CaO et K2O à la place de Na2O. Cela donne un verre avec un coefficient d’expansion thermique qui correspond plus étroitement à celui de l’alliage du substrat (Verne, 2012).

Tout le sujet de la fabrication du verre et de son application à des épaisseurs appropriées sur les implants dentaires est compliqué et a reçu une attention considérable ces dernières années (Xuereb et al., 2015 ; Vitale-Brovarone, 2005 ; Verne, 2012 ; Mistry et al., 2011). Les études animales ont montré que ces implants se comportent bien dans l’os vivant. Les implants s’intègrent fortement dans l’os hôte sans aucun signe de formation de capsule fibreuse et avec une densité osseuse à des niveaux significativement plus élevés que pour les implants témoins non revêtus (Moritz et al., 2004 ; Wheeler et al., 2001).

Un problème critique avec les implants dentaires est qu’ils doivent pénétrer dans les tissus mous et, sur la partie exposée, résider dans un environnement qui contient de nombreux micro-organismes (Hill et Brauer, 2011). Par conséquent, il est possible que des infections se développent au niveau du site de pénétration. Lorsque les tissus mous repoussent pour former des zones saines adjacentes à l’implant émergent, un attachement qui a été décrit comme un joint biologique se forme (Marchetti et al., 2002). Ce joint isole l’os de la cavité buccale et améliore considérablement les chances de réussite de l’implant. Le verre bioactif est actif contre les bactéries potentiellement infectieuses (Allan et al., 2001), ce qui constitue un avantage supplémentaire de ce matériau en tant que revêtement pour les surfaces des implants.

Au vu de l’efficacité avec laquelle le verre bioactif favorise la régénération, il est possible de l’utiliser pour fournir un support aux implants métalliques chez les patients qui ont perdu des dents en raison d’une parodontite sévère. Comme mentionné lors de la description de l’utilisation des revêtements en verre bioactif, ce n’est pas simple, car la parodontite est associée à une mauvaise hygiène buccale et peut-être aussi au tabagisme des patients. La plupart des cliniciens considèrent que l’utilisation d’implants chez ces patients est contre-indiquée (Lekolm et al., 1999).

Cependant, malgré ces préoccupations, le verre bioactif a été utilisé de cette manière et avec des résultats raisonnablement réussis (Gatti et al., 2006). Dans une étude particulière, trois patients ont reçu le verre bioactif granulaire PerioGlas pour traiter les sites d’extraction avant la pose d’un implant dentaire en alliage de titane. L’objectif était de générer un nouvel os capable de fournir une fixation précoce solide à l’implant. Cet objectif a été atteint et, à 6 mois, des biopsies osseuses ont été réalisées et ont montré que l’os nouveau s’était formé avec succès. En outre, les granules de verre s’étaient considérablement dégradés. Après deux ans de suivi, tous les implants ont été mis en charge avec succès et étaient stables, ce qui indique qu’une réparation satisfaisante a été effectuée (Gatti et al., 2006). Le succès clinique dans des circonstances aussi peu prometteuses est un témoignage supplémentaire de l’activité biologique remarquable de ce type de matériau en verre.